آشنایی با سیمان سرباره و کاربردهای آن در صنعت ساخت و ساز

به گزارش اخبار ساختمان، موادی که در بالای کوره بلند ذوب آهن جمع می‌ شوند و به عنوان ضایعات صنعت فولاد شناخته شده‌ هستند، سرباره نامیده می شوند. سرباره اگر به آهستگی سرد شود، حالت بلوری پیدا کرده که مصرف چندانی نخواهد داشت.

اما اگر به سرعت سرد شوند، به صورت آمورف یا شیشه‌ ای در می‌ آیند که پس از پودر شدن، در صنعت سیمان کاربرد خواهند داشت. برای این کار از جت آب سرد استفاده می‌ کنند. هنگام آسیاب کردن سرباره باید دقت کرد، چرا که سختی سرباره بیش تر از سیمان است و باید هر یک جداگانه آسیاب و در نهایت مخلوط شوند.

در صورتی که کلینکر سیمان و سرباره با هم مخلوط شوند، بنا به دلایل گفته شده، ذرات سیمان نرم تر از سرباره ها خواهد شد. در ترکیب شیمیایی سرباره ها سیلیکات ها، آلومینوسیلیکات ها و کلسیم وجود داشته که مقدار آنها در سرباره کوره‌ های گوناگون متفاوت و به جنس مواد اولیه مصرفی کوره بستگی دارد.

در ایران استاندارد شماره ۳۵۱۷ مشخصات سیمان های پرتلند سرباره‌ ای که شباهت به سیمان پوزولانی دارد را بیان می‌ کند. در این استاندارد، سیمان های سرباره‌ ای بر مبنای سرباره موجود در آنها به سه نوع تقسیم می‌ شوند که سیمان پ.س ۵ مقاومت بسیار خوبی، (حتی بهتر از سیمان پرتلند ۵) در برابر حمله سولفات ها از خود به جا می گذارد. با توجه به مواد اولیه ای که در تولید سیمان پرتلند سرباره‌ ای به کار گرفته می شود، معمولاً در نزدیکی کارخانه‌ های ذوب آهن، یک کارخانه تولید سیمان نیز دیده می‌ شود.

سیمان سرباره چیست؟

سیمان پرتلند سرباره ای (روباره ای) به سیمانی گفته می شود که برای تهیه آن، سیمان معمولی را با ۱۵ تا ۹۵ درصد پودر سرباره کوره ذوب آهن مخلوط می کنند. این سرباره به صورت غیرکریستالی (آمورف) مورد استفاده قرار می گیرد. با توجه به خواص مورد انتظار از سیمان، این درصد می تواند افزایش یا کاهش یابد.

در مقایسه سیمان پرتلند سرباره ای با سیمان معمولی می توان گفت که مقاومت آن از سیمان معمولی کمتر بوده اما در مقابل ارزان قیمت تر از سیمان معمولی است.

ویژگی های سیمان سرباره ای چیست؟

مصرف این نوع سیمان موجب کاهش حرارت هیدراتاسیون، کاهش تخلخل بتن ها و در صورت وجود رطوبت خود به خود ترک را ارتقا می دهند. همچنین سیمان سرباره سیمانی است با حرارت هیدراتاسیون پایین تر، واکنش قلیایی با شن و ماسه کمتر و خاصیت ضد سولفاتی بالاتر.

درباره خصوصیت های مهم سیمان سرباره نیز می توان به موارد زیر اشاره کرد:

-  سیمان سرباره ای در کوتاه مدت مقاومت خمشی و فشاری کمتری از خود نشان می دهند.

-  گیرش این سیمان ها به دلیل حضور آلومین در سرباره طولانی تر از سیمان پرتلند است.

-  انبساط سیمان سرباره ای کمتر از سیمان پرتلند است.

-  در بلند مدت مقاومت فشاری و خمشی این سیمان ها به حد مطلوب و یا بیشتر از سیمان پرتلند می رسد.

-  برای کنترل گیرش و نیز جبران مقاومت کوتاه مدت می توان نرمی سیمان را در حدود ۱۰۰ تا ۲۰۰ سانتی متر مربع بر گرم بالا برد و/یا مقدار گچ را کاهش داد.

-  سیمان های سرباره ای در مقابل مهاجم مقاوم تر هستند و این مقاومت با افزایش سرباره افزایش می یابد.

انواع سیمان پرتلند سرباره ای

همانطور که در بالا اشاره کردیم سیمان سرباره ای با توجه به درصد سرباره موجود در ساخت آن به سه دسته تقسیم بندی می شود:

1.  سیمان پرتلند سرباره ای با کمتر از ۲۵ درصد سرباره

2.  سیمان پرتلند سرباره ای ضد سولفات با ۲۵ تا ۷۰ درصد سرباره

3.  سیمان سرباره ای با بیش از ۷۰ درصد سرباره

سیمان پرتلند سرباره ای با نماد (پ-س)، ‌سیمان پرتلند سرباره ای ضد سولفات با نماد (پ-س-۵) و سیمان سرباره ای با نماد (س) نشان داده می شود.

سیمان پرتلند ضد سولفات سرباره ای در مقابل تهاجم املاح سولفات و یون کلر مقاومت شیمیایی بسیار مطلوبی دارد. بتن ساخته شده با این نوع سیمان از مقاومت خمشی و کششی بالا و مقاومت فشاری بسیار مطلوب در دراز مدت برخوردار است.

سیمان پرتلند سرباره ای چه کاربردهایی دارد؟

از سیمان پرتلند سرباره ای می توان در کارهایی همچون آجرچینی و بتن ریزی کف استفاده کرد. از این سیمان می توان در پروژه هایی استفاده کرد که مقاومت های بالا مورد نیاز نباشد. از آنجایی که نفوذپذیری سیمان سرباره ای کمتر است، از عملکرد بهتری در محیط های شیمیایی برخوردار است. از سیمان پرتلند سرباره ای ضد سولفات می توان در سواحل جنوبی کشور، بتن ریزی های حجیم، ساخت کانال های آب و فاضلاب، مخازن ذخیره آب، ساخت سد و ... استفاده کرد.

به طور کلی سیمان سرباره ای را می توان در موارد زیر مورد استفاده قرار داد:

*  مناطق حاوی املاح سولفات و کلر

*  بتن ریزی های حجیم

*  سد‌ها

*  پروژه های اسکله و بندر‌سازی

*  کانال های آب و فاضلاب

*  مسیر‌های مترو

*  بتن های مسلح

*  مخازن ذخیره آب

*  قابل کاربرد با شن و ماسه مستعد برای انجام واکنش های قلیایی، سیلیسی

*  مناطق گرمسیر

نکته: در صورت نیاز به قالب برداری سریع در بتن های کم حجم، باید نسبت به استفاده از این نوع سیمان دقت کافی صورت گیرد.

قیمت سیمان پرتلند سرباره ای

فروش سیمان پرتلند سرباره ای به دو صورت کیسه ای و فله ای انجام می شود. قیمت سیمان پرتلند سرباره ای به عواملی همچون نوع، کیسه ای یا فله ای بودن، کیفیت متریال سازنده و برند محصول بستگی دارد. به طور کلی، همان طور که پیشتر نیز ذکر شد قیمت سیمان پرتلند سرباره ای ارزان تر از سیمان معمولی است.

بسته بندی سیمان پرتلند سرباره ای

*  در صورتی که سیمان های سرباره ای در کیسه بارگیری و حمل شود، کیسه ها باید مقاوم و قابل انعطاف باشد، به طوری که مواد خارجی و رطوبت به داخل آن نفوذ نکند و هنگام حمل و نقل پاره نشود. کلیه کیسه ها باید در هنگام بازرسی و تحویل به مصرف کننده کاملا سالم باشد.

*  مشخصات پاکت کاغذی سیمان های کیسه ای باید مطابق با استاندارد ملی ایران به شماره ۴۵۴۳ باشد. استفاده از پاکت ها یا کیسه های نفوذپذیر در برابر رطوبت مجاز نیست.

نشانه گذاری سیمان پرتلند سرباره ای

روی هر کیسه محتوی سیمان های پرتلند سرباره ای باید موارد زیر مندرج خوانا و به رنگ آبی نوشته شود:

-  نام سیمان سرباره ای داخل کیسه (بر حسب نوع آن) و نشانه آن.

-  نام کارخانه سازنده و نشانه بازرگانی آن.

-  وزن خالص سیمان سرباره ای داخل کیسه به کیلوگرم.

-  تاریخ تولید سیمان پرتلند سرباره ای باید بر روی هر بسته به طور واضح نوشته شده باشد.

لازم به ذکر است در مواردی که سیمان پرتلند سرباره ای به صورت فله حمل شود باید اطلاعات فوق به اضافه تاریخ تحویل، شماره سفارش، همچنین مشخصات گیرنده کالا در بارنامه منعکس شود و همراه محموله ارسال شود.

انبار کردن سیمان پرتلند سرباره ای چگونه انجام می شود؟

نگهداری سیمان پرتلند سرباره ای در کیسه و یا به صورت فله در سیلو، باید مطابق با استاندارد ملی شماره ۲۷۶۱ ایران باشد. به طوری که تشخیص محموله ها از یکدیگر و بازرسی و نمونه برداری از هر یک به آسانی امکان پذیر باشد. محل نگهداری سیمان باید کاملا خشک بوده و رطوبت به داخل آن نفوذ ننماید.

شرایط نگهداری و انبار کردن سیمان پرتلند سرباره ای کیسه ای

-  سیمان های کیسه ای باید بر اساس نوع به طور جداگانه در انبار نگهداری شوند، به گونه ای که امکان اشتباه آنها با هم وجود نداشته باشد.

-  سیمان های کیسه ای باید بر روی کف خشک، که دست کم به اندازه ۱۰۰ میلی متر از سطح اطراف خود بالاتر باشند، قرار گیرند.

-  شرایط انبار و ترتیب قرار دادن کیسه های سیمان پرتلند سرباره ای در انبار باید به گونه ای باشد که کیسه ها، به ترتیب ورود به انبار مصرف شوند.

-  در مناطق خشک، حداکثر تعداد کیسه سیمان که می توان بر روی هم انبار کرد ۱۲ پاکت است، مشروط بر اینکه ارتفاع کل آنها از ۱/۸ متر تجاوز نکند. اعداد فوق در مناطق شرجی و با رطوبت نسبی بیش از ۹۰ درصد، به ترتیب هشت پاکت و ۱/۲ متر است.

-  در مناطق خشک، کیسه های سیمان باید نزدیک به یکدیگر، با فاصله ۵۰ تا ۸۰ میلی متر از یکدیگر قرار داده شوند تا عبور جریان هوا از بین کیسه ها موجب خشک شدن سیمان بشود. در مناطق شرجی و با رطوبت نسبی بیش از ۹۰ درصد، کیسه های سیمان باید به یکدیگر چسبانیده شوند.

-  کیسه های سیمان پرتلند سرباره ای و هر نوع سیمان دیگر، در همه مناطق باید حداقل ۳۰۰ میلی متر از دیوارها و ۶۰۰ میلی متر از سقف فاصله داشته باشند.

-  در مناطق و در فصل هایی که احتمال بارندگی وجود داشته باشد، کیسه های سیمان پرتلند سرباره ای یا باید در انبارهای سرپوشیده نگهداری شود و یا اینکه روی آنها با ورقه های پلاستیکی پوشانیده شده و این ورقه ها به نحو کاملا مطمئنی در اطراف پایدار و محکم شود. در این مناطق و در این فصل ها، درها، پنجره ها و سیستم های تهویه باید بسته نگه داشته شوند تا از جریان هوای مرطوب در انبار جلوگیری شود.

-  سیمان های کیسه ای باید در مناطق با رطوبت نسبی بیش از ۹۰ درصد، ۴۵ روز پس از تولید و در سایر مناطق ۹۰ روز پس از تولید مصرف شوند و اگر بنا به دلایل غیرقابل اجتناب این امر میسر نشود، این سیمان ها باید قبل از مصرف مورد آزمایش قرار گیرند.

-  سیمان پرتلند سرباره ای و سایر سیمان های کیسه ای که به مدت زیاد انبار شود ممکن است به صورت کلوخه های فشرده درآید. این گونه سیمان ها را باید با غلتانیدن پاکت ها بر روی کف اصلاح کرد تا به صورت پودر درآیند. در صورتی که با یک بار غلتانیدن، کلوخه به پودر تبدیل شود آن را می توان مصرف کرد وگرنه قبل از مصرف باید تحت ضوابط مشخصی کنترل شود.

شرایط نگهداری و انبار کردن سیمان پرتلند سرباره ای فله ای

-  سیمان های فله باید در سیلوهای استاندارد نگهداری شوند.

-  سیلوهای سیمان و شالوده های آنها باید از نظر سازه ای محاسبه و طراحی شده باشند.

-  سیلوهای سیمان باید مجهز به ترازنما، برای تعیین موقعیت تراز سیمان در داخل سیلو و نیز دریچه ای در پایین برای میل زدن، در صورت طاق زدن سیمان باشند.

-  برای هر محموله وارد شده به کارگاه، مشخصات کارخانه و نوع سیمان پرتلند سرباره ای و تاریخ تولید سیمان باید در برگ تحویل ثبت شده باشد.

-  از آنجا که انتقال سیمان از مخزن کامیون به داخل سیلو به کمک هوای فشرده صورت می گیرد و در نتیجه سیمان به تدریج متورم می شود، نباید بیش از ۸۰ درصد ظرفیت اسمی سیلوها را پر کرد.

-  سیمان های فله را باید بر اساس نوع آنها به طور جداگانه نگهداری کرد، به گونه ای که امکان اشتباه آنها با هم وجود نداشته باشد. نوع سیمان موجود در هر سیلو باید به نحو مناسبی مشخص شود.

-  سیمان پرتلند سرباره ای و سایر سیمان های نگهداری شده در سیلو باید حداکثر ۹۰ روز پس از تولید مصرف شود و اگر بنا به دلایل غیر قابل اجتناب این امر امکان پذیر نشد، باید قبل از مصرف تحت آزمایش قرار گیرد.

شرایط نمونه برداری و پذیرش سیمان پرتلند سرباره ای چیست؟

نمونه برداری از سیمان پرتلند سرباره ای باید به یکی از روش های زیر صورت گیرد:

1- از هر محموله وارده به کارگاه، پنج کیلوگرم نمونه

2- از محل تسمه نقاله یا لوله انتقال به سیلو، از هر ۴۰ تن سیمان در حال انتقال یا کمتر، پنج کیلوگرم نمونه به صورت پیوسته یا ناپیوسته

3- از محل تخلیه سیمان از سیلو، به ازای هر ۱۰۰تن، پنج کیلوگرم نمونه

4- از انبار کیسه های سیمان، به ازای هر پنج تن سیمان کیسه ای یا کمتر، یک کیسه به عنوان نمونه

5- آزمایش های فوق حداکثر ماهی یک بار می باید انجام شوند.

چنانچه ویژگی های نمونه های آزمون شده هر محموله سیمان های سرباره ای با هر یک از ضوابط استاندارد ۳۵۱۷ ایران مطابقت نداشته باشد آن محموله مردود است.

*  چنانچه هر محموله سیمان پرتلند سرباره ای قبل از حمل به صورت فله بیش از شش ماه در سیلوی کارخانه سیمان مانده باشد و یا پس از انجام آزمون ها به صورت بسته بندی (کیسه) بیش از سه ماه در اختیار فروشنده مانده باشد،‌ باید قبل از مصرف دوباره مورد آزمون و انطباق با استاندارد ۳۵۱۷ ایران قرار گیرد.

*  وزن اسمی هر کیسه سیمان پرتلند سرباره ای ۵۰ کیلوگرم است. چنانچه وزن هر کیسه کمتر از ۴۹ کیلوگرم باشد می تواند از سوی خریدار پذیرفته نشود و چنانچه وزن میانگین هر کیسه از ۵۰ کیسه مشابه که به طور تصادفی از یک محموله انتخاب و توزین می شود کمتر از ۵۰ کیلوگرم باشد، کل محموله مردود و غیرقابل پذیرش است.

*  برای هر محموله سیمان پرتلند سرباره ای و سایر سیمان های کیسه ای وارد شده به کارگاه، مشخصات کارخانه و نوع سیمان و تاریخ تولید باید در برگ تحویل ثبت شده باشد.

بیشتر بخوانید: کاربردهای انواع سیمان در صنعت ساختمان سازی